【C语言】指针详解

前言

许多同学闻C语言指针色变，但是指针其实并没有大家想象中的那么难，也没有那么复杂，其实连能想到生活，指针还是很好理解的，虽然题目是指针的详解，但是详细程度在大家的眼中不太相同，但是我会把我学到的有关指针的东西尽力地写出来，帮助大家更好的理解、运用指针！

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一、内存和地址

内存对于计算机来说就是存储数据的地方，内存也可以划分为一个个内存单元，每个内存单元一个字节大小，而每一个内存单元都有一个相对应的地址，也就是说内存就像是一个酒店，里面的所有房间都有一个房间号，我们可以通过房间号快速地访问到我们要去的房间

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二、指针变量

在C语言中，变量的声明就是向内存空间申请空间的过程，而指针变量存储的是变量的内存地址。这个地址可以是任何类型的数据，包括整数、浮点数、结构体等，我们也可以通过指针访问我们的内存空间，我们观察下面的代码

#include <stdio.h>
int main() {

	int a = 0;
	int* pa = &a;
	printf("%p\n", pa);

	return 0;
}

这里我们声明了一个变量 a ，并且声明了一个指针变量 pa 储存变量 a 的地址，至于取地址符号& 与 解引用符号 * 我已经在操作符详解里面讲过了

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三、指针变量的类型

指针变量是用很多类型的，比如上面的代码的指针变量是整形指针变量，指针还有char* 、double*、float*等等

指针类型多种的意义： 为指针的解引用提供依据，给解引用说明按照什么类型解引用
下面我们看两段代码

//代码1
#include <stdio.h>
	int main(){
		int n = 0x11223344;
		int *pi = &n;
		*pi = 0;
	return 0;
}

下面我们看代码二

#include <stdio.h>
int main() {
	int n = 0x11223344;
	char* pi = (char*)&n;
	*pi = 0;
	return 0;
}

结论： 指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大的权限（一次能操作几个字节）。
比如： char* 的指针解引用就只能访问一个字节，而 int* 的指针的解引用就能访问四个字节。

※ void 类型指针(空指针)

在上面我们说过，指针解引用时会根据指针的类型对指针指向的内存进行解读，但是对于 void 类型的指针是无法解引用的，因为 void 指针的类型为空，指针解引用不知道如何去读这一段内存，所以 void 类型的指针只能当作一个零时的指针拷贝，也就是保存指针的变量，如下面的代码

#include <stdio.h>
int main() {
	int n = 0x11223344;
	int* pi = &n;
	void* tmpp = pi;
	
	int* pa = (int*)tmpp;
	printf("%d\n", *pa);

	return 0;
}

这里的代码，tmpp为一个空指针类型，它存储了 n 的内存地址，并且把这个地址赋值给了 pa ，这时 pa 、pi 都指向 n 的内存地址
void 指针(空指针)无法直接解引用，编译器会报错

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四、指针的运算

指针是一个变量，存储的是一个地址，是十六进制的数值，它也可以进行运算，下面我们看一段代码及运行结果
指针只能进行 +、-、比较 三种运算

#include <stdio.h>
int main() {
	int n = 0;
	char a = '0';
	int* pn = &n;
	char* pa = &a;

	printf("pn-> %p\n", pn);
	printf("pa-> %p\n", pa);
	printf("pn + 1-> %p\n", pn + 1);
	printf("pa + 1-> %p\n", pa + 1);
	
	return 0;
}

下面是运行结果
pn-> 0000006AA94FF634
pa-> 0000006AA94FF654
pn + 1-> 0000006AA94FF638
pa + 1-> 0000006AA94FF655
我们可以发现对于整数型指针变量 pn 加 1 后它的地址向后偏移了 4，而对于字符型指针变量 pa 加 1 后，它的地址向后偏移了 1 ，4 与 1 是地址便宜的字节量，int整数型变量大小为4个字节，而char字符型数据大小为1个字节，也就说，指针类型的不同决定着指针运算时的步幅大小

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五、野指针

概念： 野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）

野指针有三种成因： 指针未初始化、指针越界访问、指针指向的空间释放

指针未初始化

#include <stdio.h>
int main() {
	int* p; //此时p为野指针
	int a = 10;
	p = &a;

	return 0;
}

指针越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = {0};
	int *p = &arr[0];
	int i = 0;
	for(i=0; i<=11; i++)
	{
		//当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针
		*(p++) = i;
	}
	return 0;
}

指针指向的空间释放

#include <stdio.h>
int main() {
	int* pn = (int*)malloc(sizeof(int));
	assert(pn);
	free(pn);

	return 0;
}

避免野指针的出现需要避免出现这些错误！

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六、二级指针及多级指针

我们知道指针是一个变量，指针存放着其他变量的内存地址，也正是因为指针是一个变量，所以在内存中也有着相应的内存地址存放着指针变量，当我们用指针指向另一个指针的内存地址时，这个指针就称为二级指针，同理，若是我们有一个指针指向二级指针的地址时，这个指针就称为三级指针，以此类推，下面我们举例说明

#include <stdio.h>
int main() {
	int a = 0;
	int* pa = &a;//一级指针
	int** ppa = &pa;//二级指针
	int*** pppa = &ppa;//三级指针

	return 0;
}

多级指针的命名

从上面的代码中，我们也可以看出多级指针是如何命名的，类型*(N)，多少级指针后面就跟多少个*号

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End

好了，对于基本的指针知识就介绍到这里，后面我还会写其他有关指针的文章，希望这篇文章对你有帮助！谢谢你的阅读！